Επιστημονικά και Εκπαιδευτικά Ηλεκτρολογικά Νέα: Η τεχνική DALI ... σε σύντομη ανάλυση (Μέρος 2ο)

Σε προηγούμενο άρθρο και σε σύντομη ανάλυση (μέρος 1ο), αναφέρθηκαν βασικά στοιχεία για την τεχνική DALI (Digital Addressable Lighting Interface).

Στο άρθρο αυτό θα γίνει μια προσπάθεια να παρουσιασθούν στοιχεία για την υλοποίηση της τοπολογίας των ηλεκτρικών εγκαταστάσεων φωτισμού με την τεχνική DALI, καθώς και τους τρόπους και της διαδικασίες Διευθυνσιοδότησης των ηλεκτρονικών συστημάτων ελέγχου τεχνικής DALI. Ακόμη, θα γίνει μια προσπάθεια να παρουσιασθούν χαρακτηριστικές περιπτώσεις ρύθμισης έντασης φωτισμού (dim), λαμπτήρων LED με τη χρησιμοποίηση ηλεκτρονικών συστημάτων DALI, που συναντώνται – συνήθως – στην πράξη.

Στοιχεία Τοπολογίας τεχνικής DALI

Στη γενική τοπολογία του συστήματος DALI, ένας μέγιστος αριθμός από 64 μεμονωμένα ηλεκτρονικά συστήματα λειτουργίας τεχνικής DALI μπορεί να ελέγχεται με υψηλό βαθμό ευελιξίας μέσω των δύο αγωγών της γραμμής ελέγχου, διατομής 1,5 mm².
Μεταξύ των πιο απομακρυσμένων συσκευών DALI (π.χ. ballast ή controller) επιτρέπεται απόσταση της τάξης των 300 m ή μέγιστης πτώσης τάσης γραμμής ελέγχου της τάξης των 2V (σχήμα 1).
Στην περίπτωση χρησιμοποίησης DALI Controller, τότε μέσω αυτού συνδέονται τα διάφορα στοιχεία ελέγχου π.χ. push buttons, αισθητήρια κ.λπ..

Σχήμα 1 Βασική τοπολογία συστήματος DALI με 64 μεμονωμένα με τις ατομικές (μοναδικές) διευθύνσεις ηλεκτρονικά συστήματα λειτουργίας DALI.

Στο σημείο αυτό πρέπει να επισημανθεί πως στην βασική τοπολογία της τεχνικής DALI δεν επιτρέπεται η δημιουργία κλειστών βρόχων (δαχτυλίδια) (σχήμα 1 αριστερά). Η δημιουργία κλειστού βρόχου στη γραμμή σημάτων DALI μπορεί να επηρεάσει την μετάδοση πληροφοριών, με αποτέλεσμα την αποτυχία στην επικοινωνία μεταξύ των ηλεκτρονικών συστημάτων λειτουργίας και ελέγχου της τεχνικής αυτής, με συνέπεια την μη σωστή λειτουργία του συστήματος.

Τα ηλεκτρονικά συστήματα λειτουργίας (ηλεκτρονικά ballast) DALI – τα οποία υπάγονται στο πρότυπο IEC 60929 – μπορούν να συνδεθούν μεταξύ τους σε σειρά, σε αστέρα, και σε συνδυαστική (μικτή) τοπολογία, όπως δίνεται στον πίνακα 1

Τα παραπάνω ηλεκτρονικά συστήματα λειτουργίας DALI μπορούν να ελεγχτούν – διευθυνσιοδοτούμενα – σε 16 διαφορετικές ομάδες με 4 ηλεκτρονικά ballast DALI (ηλεκτρονικά συστήματα λειτουργίας) στην καθεμιά από της ομάδες αυτές (σχήμα 2).

Τα ηλεκτρονικά συστήματα λειτουργίας τεχνικής DALI αξιοποιούν το τυποποιημένο ανοικτό πρωτόκολλο επικοινωνίας αυτής. Όπως διαφαίνεται και από τα παραπάνω, το κάθε ηλεκτρονικό σύστημα λειτουργίας τεχνικής DALI διαθέτει τη δική του διεύθυνση.

Σχήμα 2 Βασική τοπολογία συστήματος DALI με 16 ομάδες με 4 μεμονωμένα ηλεκτρονικά

συστήματα λειτουργίας (ηλεκτρονικά) DALI στην καθεμιά από αυτές

Η χρησιμοποιούμενη τοπολογία περιλαμβάνει τουλάχιστον 64 διευθύνσεις που η καθεμία από αυτές επικοινωνεί χωριστά με τη συσκευή ελέγχου. Όλες οι μονάδες που συμμετέχουν, έχουν τη δυνατότητα να επικοινωνούν μεταξύ τους στον ίδιο χρόνο με τη μετάδοση σημάτων (σχήμα 3). Τα ηλεκτρονικά συστήματα DALI μπορούν και διαμορφώνονται το καθένα ξεχωριστά και οι παράμετροί τους να διατηρούνται στη μνήμη αυτών (π.χ. διεργασία καλέσματος σκηνής φωτισμού).

Σχήμα 3 Ενδεικτικές περιπτώσεις δημιουργίας

ομάδων σε διευθυνσιοδοτούμενα φωτιστικά τεχνικής DALI, όπου υπάρχει δυνατότητα μέχρι και επικαλύψεων στη συμμετοχή των ομάδων των φωτιστικών

Διευθυνσιοδότηση ηλεκτρονικών συστημάτων ελέγχου τεχνικής DALI

Η διευθυνσιοδότηση των ηλεκτρονικών συστημάτων ελέγχου τεχνικής DALI μπορεί να πραγματοποιηθεί:

Ø με ανάλογο λογισμικό σε αμιγείς εγκαταστάσεις DALI, το οποίο διατίθεται από τις διάφορες εταιρίες κατασκευής ηλεκτρονικών συστημάτων ελέγχου. Η διαδικασία επικοινωνίας μεταξύ υπολογιστή και εγκατάστασης επιτυγχάνεται μέσω καλωδίου USB και ειδικής συσκευής π.χ. controller ή ειδικής θύρας επικοινωνίας USB, που συντελεί στην ανίχνευση των ηλεκτρονικών συστημάτων ελέγχου τεχνικής DALI που συμμετέχουν στη εγκατάσταση (σχήμα 4), ή

Σχήμα 4 (α) Μορφή controller DALI για μέχρι τέσσερις αντίστοιχες γραμμές και (β) επιφάνεια εργασίας του λογισμικού – της OSRAM – του συγκεκριμένου εξαρτήματος

Ø με το ειδικό επιπρόσθετο λογισμικό ειδικών π.χ. DALI / KNX – Gateways, όπου τα ηλεκτρονικά συστήματα ελέγχου τεχνικής DALI αναγνωρίζονται απλά και γρήγορα και στη συνέχεια πραγματοποιείται η επιμέρους ατομική ή ομαδική κ.λπ. παραμετροποίησή τους μέσω της τεχνικής ΚΝΧ (σχήμα 5).

Σχήμα 5 (α) Μορφή DALI / KNX – Gateway και (β) επιφάνεια εργασίας επιπρόσθετου λογισμικού του συγκεκριμένου εξαρτήματος

Χαρακτηριστικές περιπτώσεις ρύθμισης έντασης φωτισμού (dim), λαμπτήρων LED με τη χρησιμοποίηση ψηφιακών ηλεκτρονικών συστημάτων DALI
Στα παρακάτω παρατίθενται χαρακτηριστικές περιπτώσεις ελέγχου ρύθμισης έντασης φωτισμού (dim), λαμπτήρων LED με τη χρησιμοποίηση ψηφιακών ηλεκτρονικών συστημάτων DALI , που συναντώνται σε διάφορες εφαρμογές της πράξης.

Πιο συγκεκριμένα, έχουμε:

1. Έλεγχος της έντασης φωτισμού λαμπτήρων φθορισμού με τη χρησιμοποίηση τροφοδοτικών DALI από μία ή περισσότερες θέσεις, με ειδικό (DALI) ηλεκτρονικό διακόπτη περιστροφής
Στην περίπτωση αυτή χρησιμοποιείται ηλεκτρονικός περιστροφικός διακόπτης ρύθμισης έντασης φωτισμού (dimmer) τεχνικής DALI (σχήμα 6).

Σχήμα 6 Μορφή εσωτερικού & εξωτερικού μέρους ηλεκτρονικού διακόπτη περιστροφής DALI, και προσδιορισμός ακροδεκτών του

Στο ηλεκτρονικό περιστροφικό αυτό διακόπτη ρύθμισης έντασης φωτισμού (dimmer) – που μπορεί να φιλοξενήσει μέχρι και 25 ηλεκτρονικά συστήματα ελέγχου DALI (σχήμα 7) – καταλήγουν 4 συνολικά αγωγοί, που αντιστοιχούν:

► 1 στον αγωγό της φάσης (L),

► 1 στον αγωγό επιστροφής της φάσης και

► 2 στους αγωγούς με στοιχεία σύνδεσης DALI του ψηφιακού ηλεκτρονικού ballast.

Σχήμα 7 Παραστατική συνδεσμολογία ηλεκτρονικού περιστροφικού διακόπτη ρύθμισης έντασης φωτισμού (dimmer) για έλεγχο μονάδων LED συνδεδεμένου ηλεκτρονική μονάδα ρύθμισης έντασης φωτισμού (dimmer με στοιχεία σύνδεσης DALI που ηλεκτροδοτείται από αντίστοιχο τροφοδοτικό

2. Έλεγχος της έντασης φωτισμού λαμπτήρων LED με τη χρησιμοποίηση ψηφιακών μονάδων ελέγχου DALI από μία ή περισσότερες θέσεις, με (απλό) push button

Στην περίπτωση αυτή χρησιμοποιείται απλά και μόνο ένα push button και όχι ειδικός ηλεκτρονικός διακόπτης ρύθμισης έντασης φωτισμού (dimmer). Έτσι, από το push button πραγματοποιείται η ρύθμιση της ένταση φωτισμού (dimmer), με την εκμετάλλευση των δυνατοτήτων που προσφέρουν οι ηλεκτρονικές μονάδες ελέγχου τεχνικής DALI, ανάλογων δυνατοτήτων προς τους χρησιμοποιούμενους λαμπτήρες LED.

Επειδή – λοιπόν – η ρύθμιση της έντασης φωτισμού λαμπτήρων πραγματοποιείται με την κατά διαφόρους τρόπους πίεση του push button, στην πράξη χαρακτηρίζεται ως τεχνική touch dim (σχήμα 8).

Η απόσταση μεταξύ του push button και της πιο απομακρυσμένης μονάδας ελέγχου DALI, δεν πρέπει να ξεπερνά τα 25 m.

Σχήμα 8 Παραστατική διάταξη λειτουργίας τεχνικής touch dim, για την ρύθμιση της έντασης φωτισμού μονάδων στοιχείων LED μέσω ενός push button και ηλεκτρονικών μονάδων ελέγχου DALI

Ο συγκεκριμένος έλεγχος μπορεί να πραγματοποιηθεί από περισσότερες θέσεις με την παράλληλη σύνδεση περισσότερων push button στο αρχικό κεντρικό push button (σχήμα 9).

Με τη συνδεσμολογία αυτή παρέχεται η δυνατότητα λειτουργίας μνήμης να αποθηκευτεί η τελευταία στάθμη φωτισμού του χώρου και να κληθεί στην επανεκκίνηση του συστήματος.

Σχήμα 9 Συνδεσμολογία ρύθμισης έντασης φωτισμού (dimmer) για έλεγχο μονάδων LED συνδεδεμένων σε ηλεκτρονική μονάδα ρύθμισης έντασης φωτισμού (dimmer με στοιχεία σύνδεσης DALI) που ηλεκτροδοτείται από αντίστοιχο τροφοδοτικό και ελέγχεται μέσω push button (τεχνική touch dim)

Ενδείκνυται – πάντως – η χρησιμοποίηση λαμπτήρων LED ίδιων χαρακτηριστικών χρόνου έναυσης.

Με τη συνδεσμολογία αυτή μπορεί να ελεγχθούν μέχρι και 6 ballast DALI, ενώ παρέχεται η δυνατότητα λειτουργίας μνήμης να αποθηκευτεί η τελευταία στάθμη φωτισμού του χώρου και να κληθεί στην επανεκκίνηση του συστήματος.

Κατά τη λειτουργία με την τεχνική touch dim πρέπει να επισημανθεί πως:

1. η ενεργοποίηση του λαμπτήρα LED (on / off), πραγματοποιείται με σύντομο πάτημα του πλήκτρου του μπουτόν για χρόνο μικρότερο του 0,5 s (< 0,5 s).

2. η ρύθμιση της έντασης φωτισμού του λαμπτήρα LED (dim), πραγματοποιείται με παρατεταμένο πάτημα του πλήκτρου του μπουτόν για χρόνο μεγαλύτερο του 0,5 s (> 0,5 s), όπου οι αλλαγές dimming εξαρτώνται από την εναλλαγή που την κάθε φορά που πιέζεται το πλήκτρο του μπουτόν.

3. η αποθήκευση σκηνής φωτισμού στην τιμή αναφοράς έντασης του λαμπτήρα LED που ήδη φωτοβολεί, πραγματοποιείται με διπλό στιγμιαίο πάτημα του πλήκτρου του μπουτόν για χρόνο μικρότερο του 0,4 s (2 x [< 0,4 s])

4. η διαγραφή της σκηνής φωτισμού για επανεκκίνηση με το 100% της φωτεινής ροής του λαμπτήρα LED, πραγματοποιείται με διπλό στιγμιαίο πάτημα του πλήκτρου του μπουτόν για χρόνο μικρότερο του 0,4 s (2 x [< 0,4 s]) όταν ο λαμπτήρας είναι σβηστός.

3. Έλεγχος με μπουτόν touch dim της έντασης φωτισμού λαμπτήρων LED με τη χρησιμοποίηση μέχρι 64 ηλεκτρονικών ψηφιακών μονάδων ελέγχου DALI μέσω ανάλογου Interface και λογισμικού

Στην περίπτωση αυτή, όπου στην ηλεκτρική εγκατάσταση φωτισμού υπάρχουν – στην απλούστερη των καταστάσεων – μέχρι και 64 ηλεκτρονικά συστήματα (ψηφιακά) ελέγχου DALI για ρύθμιση της έντασης φωτισμού λαμπτήρων LED (χαμηλής τάσης), χρησιμοποιείται ένα αναλόγων δυνατοτήτων DALI interface, που μπορεί να είναι χωρίς ή με εξωτερική ανάλογης τιμής ηλεκτροδότηση. Αν ανήκει στην κατηγορία της μη ηλεκτροδότησης, πρέπει να χρησιμοποιηθεί ειδικό τροφοδοτικό για την τροφοδοσία της γραμμής DALI.

Το εξάρτημα του DALI interface του σχήματος 10 – το οποίο απαιτεί εξωτερική τροφοδοσία 6 V DC / 1 A για την τροφοδοσία της γραμμής DALI – συνδέεται μέσω καλωδίου USB με ηλεκτρονικό υπολογιστή εφοδιασμένο με ανάλογο λογισμικό π.χ. DALI wizard της OSRAM οπότε επέρχεται η επικοινωνία αυτού και της ηλεκτρικής εγκατάστασης φωτισμού. Έτσι, είναι δυνατή η αναγνώριση / διευθυνσιοδότηση, η παραμετροποίηση και ο προγραμματισμός των μέχρι και 64 ηλεκτρονικών συστημάτων ελέγχου DALI που συμμετέχουν στην ηλεκτρική εγκατάσταση φωτισμού. Στα σημεία ελέγχου – που μπορεί να είναι πολλά και τα οποία συνδέονται στη γραμμή DALI – χρησιμοποιούνται μπουτόν αντίστοιχης τεχνικής με ανάλογους couplers μέχρι 4 εισόδων, που επίσης παραμετροποιούνται μέσω του συγκεκριμένου λογισμικού.

Σχήμα 10

Παραστατική μορφή συνδεσμολογίας γραμμής DALI για μέχρι 64 ηλεκτρονικά συστήματα ελέγχου τεχνικής DALI για ρύθμιση της έντασης φωτισμού λαμπτήρων LED (χαμηλής τάσης) με τη χρησιμοποίηση DALI interface και αναγνώριση/παραμετροποίηση μέσω Η/Υ και ανάλογου λογισμικού

4. Έλεγχος της έντασης φωτισμού λαμπτήρων LED με τη χρησιμοποίηση ηλεκτρονικών ψηφιακών μονάδων ελέγχου DALI μέσω της τεχνικής ΚΝΧ

Στην περίπτωση του ελέγχου της έντασης φωτισμού λαμπτήρων LED π.χ. σταθερής τάσης με την τεχνική ΚΝΧ, απαιτείται ειδική θύρα επικοινωνίας των δύο πρωτοκόλλων (DALI / KNX Gateway). Πιο συγκεκριμένα, από τη θύρα επικοινωνίας αυτή ελέγχονται οι συσκευές τεχνικής DALI μέσω της τεχνικής ΚΝΧ.

Ο έλεγχος της έντασης του φωτισμού πραγματοποιείται από αντίστοιχα push buttons τεχνικής ΚΝΧ – που συνδέονται στην γραμμή bus – και τα οποία αποστέλλουν πληροφορίες στην αντίστοιχη θύρα επικοινωνίας και από αυτή στα ηλεκτρονικά συστήματα ελέγχου τεχνικής DALI. Η αναγνώριση / διευθυνσιοδότηση, η παραμετροποίηση και ο προγραμματισμός των μέχρι 64 ή και 128 ηλεκτρονικών συστημάτων ελέγχου DALI που συμμετέχουν στην ηλεκτρική εγκατάσταση φωτισμού – ανάλογα με το είδος της χρησιμοποιούμενης θύρα επικοινωνίας – πραγματοποιείται από το λογισμικό ETS4 της τεχνικής ΚΝΧ (σχήμα 11).

Σχήμα 11
Παραστατική μορφή συνδεσμολογίας ηλεκτρονικού συστήματος ελέγχου DALI για τη ρύθμιση της έντασης φωτισμού λαμπτήρων LED (χαμηλής τάσης) με την τεχνική ΚΝΧ με ΚΝΧ/DALI Gateway